용수철의 단조화 운동 결과 레포트

소개글

용수철의 단조화 운동 결과 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목표

2. 사진으로 보는 실험 도구

3. 실험에 쓰이는 이론

4. 실험 방법

5. 실험결과

6. 결과에 대한 검토

본문내용

s)
0.25
0.3375
0.0161
2.65
2.61
2.51
2.65
2.53
47.72
0.86
0.79
0.08
0.50
0.3548
0.0334
3.17
3.09
3.15
3.15
3.15
30.67
1.05
1.13
0.09
0.75
0.3698
0.0484
3.46
3.49
3.49
3.41
3.45
26.46
1.15
1.37
0.21
6. 결과에 대한 검토
1) 경사각과 주기의 관계
처음 머릿속에 떠오른 생각은 ‘경사각과 주기는 상당한 연관성이 있을 것이다’ 였지만, 눈으로 직접 본 실험값과 실험 이론공식으로 확인해본 결과 그렇지 않았다.
위의 실험결과표를 보면 경사각을 바꿔도, 질량과 용수철의 상태가 일정하다면 주기는 변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.
그리고 주기공식인 에서도 이 사실을 확인할 수 있다. 공식을 보면 경사각과 주기는 전혀 상관없다는 것을 알 수 있다. 주기는 질량(m)과 용수철상수(k)만 관계가 있을 뿐이다.
따라서 질량(m)을 그대로 두고, 용수철의 연결상태를 변화시키지 않은 상태에서 경사각만 변화시킨다면 경사각은 주기에 아무런 영향을 미치지 않는다.
2) 질량과 주기와의 관계
질량과 주기와의 관계는 공식 에서 보면 비례관계가 성립함을 알 수 있다. 위의 실험결과표에서도 확인 할 수 있는데, 용수철의 연결상태를 같게 해놓은 상태에서 질량을 증가시킬시 주기도 증가한다는 것을 볼 수 있다.
따라서 용수철의 연결상태를 그대로 두고, 경사각을 변화시키지 않은 상태에서 질량을 변화시키면 그 질량은 주기에 비례영향을 미친다.
3) 오차에 대한 원인분석
처음 실험을 시작하고 실험측정값을 기록하기만 할 때는 몰랐었지만, 그 후 노트북을 사용해 엑셀로 계산을 해보니 계산값이 틀리게 나왔다. 대부분 조그만 오차였지만, 하나의 실험에서 용수철 상수(k)값이 일정하지 않고 계속 변하는 말도 안되는 상황이 벌어져 있었다.
아무리 생각해도 하나의 실험, 즉 용수철의 연결상태, 경사각도를 변화 시키지 않고 수레의 질량만 변화 시켰을 때 용수철 상수(k)는 일정해야하는데 실제 실험결과가 이상하게 나온 것을 이해할 수 없었다. 조원들과 토론끝에 이러한 현상은 ①실험에 사용된 용수철의 상태가 양호하지 못하여 발생한 문제 , ②마찰력에 의한 에너지 손실 때문에 발생한 문제라고 결론지었다.
용수철의 탄성계수에 대하여 알아 본 결과 ‘용수철은 용수철 그 자신이 버틸 수 있는 최대한계점 힘이 있다. 그 힘을 넘어가는 순간 용수철은 망가지게 되고, 자신의 고유 탄성계수를 잃어버리게 된다.’ 라는 것을 발견했다. 이 것을 알게 된 다음 우리조에서 사용한 용수철을 보니 한눈에 용수철이 망가졌다는 것을 느낄 수 있었다.
우리가 책으로 공부하는 이론에서는 마찰력을 생각하지 않기 때문에 값이 정확하게 떨어진다. 그러나 실제 실험에서는 마찰력이 존재하기 때문에 값이 정확하게 떨어질 수 없다. 마찰력에 의해서도 실험값에 상당한 오차가 생긴 것 같다.
4) 실험을 마치고
이번실험을 처음 시작할 때 측정해야 할 것이 정말 많아서 제 시간 안에 끝낼 수 없을 것 같아 걱정했다.
고민 끝에 각자 역할을 나누어서 실험하면 빠를 것이라 생각하고 역할분담을 해서 실험했다. 역할분담의 효과는 기대 이상 이었다. 양제열, 이동호(측정값기록, 측정값계산, 자료정리 담당), 이동춘, 양은지(실험측정담당)
그리고 계산의 편의성과 실험의 속도향상을 위해 노트북을 들고 와서 측정하는 즉시 입력하여 계산값을 출력하였다.
첫 대학교 실험인 만큼 긴장되고 어려운 점도 많았지만, 책으로만 보던 이론을 눈으로 직접 확인하고 실험해볼 수 있어서 정말 좋은 경험이었다.

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